Ενσωματωμένοι σωλήνες πτερυγίων για εναλλακτικό θερμότητας με ψύξη αέρα

Οι εναλλάκτες θερμότητας με αερόψυκτες σωλήνες με πτερύγια χρησιμοποιούν γενικά ενσωματωμένους σωλήνες με πτερύγια ως τα κύρια εξαρτήματα απαγωγής θερμότητας. Ο συντελεστής μεταφοράς θερμότητας των σωλήνων με πτερύγια επηρεάζεται από παράγοντες όπως το ύψος των πτερυγίων, η απόσταση, το πάχος, το σχήμα, το υλικό και η διαδικασία κατασκευής. Όταν το ύψος των πτερυγίων αυξάνεται πέρα από ένα ορισμένο σημείο, περαιτέρω αυξήσεις μπορούν να μειώσουν την ικανότητα απαγωγής θερμότητας, μειώνοντας την απόδοση των πτερυγίων. Τα πτερύγια δεν πρέπει να είναι πολύ πυκνά τοποθετημένα, καθώς αυτό μπορεί να οδηγήσει σε συσσώρευση στάχτης, δυσκολία στον καθαρισμό, αυξημένη πολυπλοκότητα της διαδικασίας και υψηλότερο κόστος επεξεργασίας.

Στους αερόψυκτους ψύκτες με ενσωματωμένους σωλήνες με πτερύγια, δεδομένου ότι ο συντελεστής μεταφοράς θερμότητας με συναγωγή του αέρα είναι πολύ χαμηλότερος από αυτόν του νερού, υπό τις συνθήκες απορρόφησης της ίδιας ποσότητας θερμότητας και επίτευξης της ίδιας ανόδου θερμοκρασίας, η άνοδος της θερμοκρασίας του αέρα είναι 4,2 φορές αυτή του νερού και ο όγκος του αέρα είναι 830 φορές αυτός του νερού. Επομένως, οι αερόψυκτοι ψύκτες απαιτούν μεγάλους όγκους αέρα και εκτεταμένη επιφάνεια ανταλλαγής θερμότητας στην πλευρά του αέρα.

Για τη βελτίωση της απόδοσης ανταλλαγής θερμότητας των αερόψυκτων ψυκτών, η συντριπτική πλειοψηφία τους χρησιμοποιεί σωλήνες με πτερύγια ως εξαρτήματα μεταφοράς θερμότητας. Επειδή ο αέρας που περνά πάνω από τα πτερύγια δεν προκαλεί σχεδόν καμία ρύπανση ή διάβρωση και, υπό τις περισσότερες συνθήκες λειτουργίας, η συσσώρευση στάχτης στην επιφάνεια και τα δομικά ζητήματα δεν είναι σοβαρά, η πυκνότητα των πτερυγίων των σωλήνων με πτερύγια που χρησιμοποιούνται στους αερόψυκτους ψύκτες είναι πολύ υψηλή, με αναλογία πτερυγίων που μπορεί να υπερβαίνει το 20. Το υλικό των πτερυγίων είναι ως επί το πλείστον αλουμίνιο, ενώ το υλικό του βασικού σωλήνα είναι συνήθως ανθρακούχο χάλυβας ή ανοξείδωτος χάλυβας, με τους ενσωματωμένους σωλήνες με πτερύγια να είναι οι πιο ευρέως χρησιμοποιούμενοι.

Η θερμική αντίσταση επαφής των ενσωματωμένων σωλήνων με πτερύγια είναι πολύ μικρή. Επιπλέον, τα ενσωματωμένα πτερύγια αλουμινίου απομονώνουν πλήρως τον βασικό σωλήνα από τον αέρα και είναι εύκολο να υποστούν επεξεργασία και έχουν χαμηλό κόστος κατασκευής, καθιστώντας τα την προτιμώμενη επιλογή στη βιομηχανία αερόψυκτων ψυκτών.

Οι συνήθεις προδιαγραφές που χρησιμοποιούνται για τους ενσωματωμένους σωλήνες με πτερύγια είναι: εξωτερική διάμετρος βασικού σωλήνα: D = 20–25 mm; ύψος πτερυγίων: 10–15 mm; απόσταση πτερυγίων: 2,5–4 mm; πάχος πτερυγίων: 0,3–0,6 mm; και αναλογία πτερυγίων: 15–25.